CRISPR-Cas9編輯可能導(dǎo)致意外突變
隨著CRISPR-Cas9基因編輯開(kāi)始進(jìn)入臨床試驗(yàn),由哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),這項(xiàng)技術(shù)可以在基因組中引入數(shù)百個(gè)非預(yù)期的突變。
CRISPR-Cas9編輯技術(shù)對(duì)于試圖了解基因在疾病中的作用的科學(xué)家來(lái)說(shuō)是一個(gè)福音。
該技術(shù)也為更強(qiáng)大的基因療法提供了希望,這些基因療法可以刪除或修復(fù)有缺陷的基因,而不僅僅是添加新的基因。
第一個(gè)部署CRISPR-Cas9的臨床試驗(yàn)?zāi)壳罢谥袊?guó)進(jìn)行,美國(guó)的一項(xiàng)試驗(yàn)計(jì)劃于明年開(kāi)始。
但即使CRISPR-Cas9可以精確地靶向特定的DNA片段,它有時(shí)會(huì)擊中基因組的其他部分。
搜索這些脫靶突變的大多數(shù)研究使用計(jì)算機(jī)算法來(lái)識(shí)別最可能受影響的區(qū)域,然后檢查這些區(qū)域的缺失和插入。
“這些預(yù)測(cè)算法似乎在CRISPR-Cas9在培養(yǎng)皿中的細(xì)胞或組織中進(jìn)行時(shí)表現(xiàn)良好,但尚未采用全基因組測(cè)序來(lái)尋找活體動(dòng)物的所有脫靶效應(yīng),”Alexander Bassuk教授說(shuō)。,來(lái)自愛(ài)荷華大學(xué)。
在這項(xiàng)新研究中,Bassuk教授和他的同事對(duì)團(tuán)隊(duì)先前研究中經(jīng)過(guò)CRISPR-Cas9基因編輯的小鼠的整個(gè)基因組進(jìn)行了測(cè)序,并尋找所有突變,包括僅改變單個(gè)核苷酸的突變。
科學(xué)家們確定CRISPR-Cas9已成功糾正導(dǎo)致失明的基因,但他們還發(fā)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立基因治療受體的基因組已經(jīng)持續(xù)了超過(guò)1,500個(gè)單核苷酸突變和超過(guò)100個(gè)更大的缺失和插入。
通過(guò)計(jì)算機(jī)算法預(yù)測(cè)這些DNA突變中沒(méi)有一種被研究人員廣泛用于尋找脫靶效應(yīng)。
“沒(méi)有使用全基因組測(cè)序來(lái)發(fā)現(xiàn)脫靶效應(yīng)的研究人員可能會(huì)遺漏潛在的重要突變。即使是單核苷酸變化可以產(chǎn)生巨大的影響,說(shuō):”教授斯蒂芬·曾,來(lái)自哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和基因醫(yī)學(xué)的哥倫比亞大學(xué)的研究所和人類營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究所。
“我們對(duì)CRISPR-Cas9仍持樂(lè)觀態(tài)度。我們是醫(yī)生,我們知道每種新療法都有一些潛在的副作用 - 但我們需要了解它們是什么,“斯坦福大學(xué)的Vinit Mahajan博士說(shuō)。
研究人員目前正致力于改進(jìn)CRISPR-Cas9系統(tǒng)的組件 - 其基因切割酶和將酶引導(dǎo)至正確基因的RNA - 以提高編輯效率。
“我們認(rèn)為科學(xué)界認(rèn)為由CRISPR-Cas9引起的所有脫靶突變的潛在危害至關(guān)重要,包括單核苷酸突變和基因組非編碼區(qū)域的突變,”曾教授說(shuō)。
“我們希望我們的研究結(jié)果能夠鼓勵(lì)其他人使用全基因組測(cè)序作為確定其CRISPR-Cas9技術(shù)的所有脫靶效應(yīng)的方法,并研究不同版本以進(jìn)行最安全,最準(zhǔn)確的編輯。”
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